JP3258296B2 - 非金属の電気絶縁性基板上に金属を電着させる方法およびこの方法によって製造される金属コートされたポリマーフィルム、非導電性材料のストリップ上にプリント配線回路を形成する方法およびこの方法によって製造されたプリント配線回路基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属電着に関す
る。詳しくは、柔軟なポリマーシートの金属被覆に関す
る。本発明は、特に、上面に金属のフラッシュを接着さ
せた非金属性の電気絶縁性基板上に金属層を電気メッキ
する方法および装置に適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】本出願は、１９９４年１２月１日に出願
された米国特許出願第０８／３４７，８５０号の一部継
続出願（ＣＩＰ）である。該出願は１９９３年７月２７
日に出願された米国特許出願第０８／０９８，４４０号
の継続出願であり、これはまた１９９２年７月１日に出
願された米国特許出願第０７／９０７，０６６号の継続
出願である。

【０００３】水溶液から金属を電着させることは当該分
野では既知である。簡単に述べれば、このプロセスは、
カソード、アノード（これらをまとめて「電極」と呼
ぶ）、電着される金属のイオンを含有する水溶液、およ
び外部電流源を含む。アノードに電流を供給すると、金
属イオンが還元され、水溶液から電着される。水によっ
て溶媒化され得る実質的にすべての金属（代表的には金
属塩）が上記に規定した装置によって電着され得る。

【０００４】電着銅は電子業界では広く用いられてい
る。従来、電着銅はロール状で得られ、これがシート状
に切断されて、ポリマーボードに接着されエッチングさ
れる。次に、個々の電子部品は回路板に取り付けられ、
回路板は装置またはデバイスに挿入される。

【０００５】非金属性の電気絶縁性基板が柔軟なポリマ
ーシートであるときは、この柔軟なポリマー基板にスパ
ッタリング、蒸着、非電着性金属堆積、または類似の方
法により接着させた金属のフラッシュの上に直接、銅な
どの金属を電着させ得る。このような方法によれば、基
板に金属箔を接着させる中間工程を行う必要がない。柔
軟なポリマーシートは、金属のフラッシュを上部に堆積
させる前に前処理され得る。ポリマーを予め金属被覆し
ておくと、金属はこの金属のフラッシュ上に電着され
得、電着金属の厚さを従来の厚さ、すなわち、約０．２
５〜約２オンス（約０．３〜約２．８ミルの厚さに対
応）まで形成し得る。

【０００６】得られる金属被覆された柔軟なポリマー膜
は、フレックス回路、テープ自動化接着、電磁妨害シー
ルド、および他の金属被覆基板が利用される分野におい
て適用される。

【０００７】以下の米国特許は、ポリマーおよび他の類
似の非金属の金属被覆に関する発明を記載している。

【０００８】Ｍｏｒｒｉｓｓｅｙらの米国特許第４，６
８３，０３６号には、フォトレジスト、および金属触媒
の存在下で水素の還元容量のを用いて非導電性基板を電
気メッキする方法が記載されている。触媒は金属で覆わ
れた基板の上に配置される。Ｐｉａｎらの米国特許第
４，８９７，１６４号には、貼り合わされたプリント配
線板のスルーホールの壁を電気メッキする方法が記載さ
れている。

【０００９】Ｂｌａｄｏｎの米国特許第４，９１９，７
６８号には、製品を電気メッキする方法が記載されてい
る。

【００１０】Ｐｅｎｄｌｅｔｏｎの米国特許第５，０１
５，３３９号には、非導電性材料の表面に金属層を電気
メッキする方法が記載されている。

【００１１】Ｂｌａｄｏｎらの米国特許第４，９５２，
２８６号には、非導電性の製品の表面をメッキする方法
が記載されている。

【００１２】Ｂｅａｃｈらの米国特許第４，６７３，４
６９号には、先ず自触媒プロセス、次に電気メッキ工程
を包含する、商品に金属を堆積させる方法および装置が
記載されている。

【００１３】Ｈｏｕｓｋａらの米国特許第４，３２２，
２８０号には、表面に予め金属を被覆したテープの少な
くとも一方の表面に金属を電着させる電気分解装置が記
載されている。

【００１４】Ｇｏｆｆｒｅｄｏらの米国特許第４，５７
６，６８５号には、非電着性金属堆積プロセスによりほ
ぼ平坦な表面に金属を堆積させ、次に電着プロセスを行
う方法および装置が記載されている。

【００１５】Ｄｅｙｒｕｐらの米国特許第３，９６３，
５９０号には、ポリオキシメチレンの表面をプリエッチ
ング、エッチング、中和、および表面処理して非電着性
金属堆積を行った後、電気メッキ工程を行う方法が記載
されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】柔軟なポリマーシート
に銅を電着させる従来の方法では、平方フィート当たり
約２５〜約５０アンペアの電流密度を用いる。このよう
な電流密度では、特に１ミルを超える厚さの銅が望まれ
るときは堆積時間が長くなる。ここで、柔軟なポリマー
シートに電着される銅の典型的な量は、典型的には「オ
ンス」で表される。１平方フィートの銅シートにおける
銅の重さが１オンスである（これは、平均厚さが１．３
５ミルの銅を表す）。現在知られている従来の電着方法
では、１平方フィートの柔軟なポリマーシートに１オン
スの銅を電着するには約４０〜６０分の時間が必要であ
る。

【００１７】このような電着プロセスにおける金属堆積
率は、基本的には、ポリマー基板上の金属に流され得る
電流に依存する。このポリマー基板上の金属は電流の導
電体として実質的に働く。ある面においては、ウェブへ
の電流は、基板上の金属の厚さおよび基板上の金属の電
流伝導特性によって制限される。別の面においては、金
属基板に流される電流は、アノードの設計および配置、
特にアノード表面で生成され得る電流密度、ならびに電
着プロセス中に発生する熱による電力損失によって決定
される。

【００１８】現在知られている方法および装置は、一般
には、その設計により、ポリマー基板に流され得る電流
量において制限され、別の面では、基板に流される電流
は基板上の初期の金属のフラッシュの厚さに基づくとい
うことにおいて制約される。本発明は、現在知られてい
る装置の制約を克服し、非金属性の電気絶縁性基板に金
属を電着する方法および装置を提供する。活性アノード
表面と移動する基板との間のギャップを小さくし、これ
により電圧を減らすことで熱電力損失を減らし、かつ活
性アノード表面に流され得る電流密度を増大させること
によって、かつ堆積した金属の電流伝導容量を利用して
基板へのより大きな電流の流れを促進させることによっ
て、電着時間を飛躍的に短縮させる。

【００１９】本発明の目的は、非金属性電気絶縁基板に
金属を電着させる方法および装置を提供することであ
る。

【００２０】本発明の別の目的は、従来の装置の電着時
間を実質的に短縮させる電着装置を提供することであ
る。

【００２１】本発明のさらに別の目的は、活性アノード
表面と移動する金属被覆基板との間に精密で均一なギャ
ップを形成する電着装置を提供することである。

【００２２】本発明のさらに別の目的は、ほぼ連続した
アノード表面を規定するように配置された複数のアノー
ドを有する電着装置を提供することである。

【００２３】本発明のさらに別の目的は、各々が個別に
活性化され、隣接するアノードとは異なる電流密度を有
し得る複数のアノードを備えた電着装置を提供すること
である。

【００２４】本発明のさらに別の目的は、電力の熱損失
が少ない電着装置を提供することである。

【００２５】本発明のさらに別の目的は、アノードが１
つ以上のアノードのグループに分けて配置され、特定の
グループのアノードに与えられる電流密度は隣接するグ
ループのアノードの電流密度より大きい電着装置を提供
することである。

【００２６】本発明のさらに別の目的は、堆積した金属
が後に続くアノードに与えられる電流密度を増大させる
伝導体として利用される電着装置を提供することであ
る。

【００２７】本発明のさらに別の目的は、アノードとウ
ェブとの間の間隔を狭くすることによって、アノードか
らウェブに流れる電流を増大させる電着装置を提供する
ことである。

【００２８】本発明のさらに別の目的は、移動する非導
電性基板上に金属を堆積させる方法を提供することであ
る。

【００２９】本発明のさらに別の目的は、基板上に堆積
した金属をカソードとして使用する電着方法を提供する
ことである。

【００３０】本発明のさらに別の目的は、移動する基板
に与えられる電流レベルを連続的に増大させるために、
堆積した金属の電流伝導容量を利用する電着方法を提供
することである。

【００３１】本発明のさらに別の目的は、基板の異なる
部分に異なる電流レベルを同時に与え得る電着方法を提
供することである。

【００３２】本発明のさらに別の目的は、移動する基板
の進行方向に向って電流レベルを増大させる電着方法を
提供することである。

【００３３】本発明のさらに別の目的は、柔軟な電子回
路の製造に用いるための、上部に金属を電着させた柔軟
なポリマーシートを提供することである。

【００３４】本発明のさらに別の目的は、金属層の断面
にラインが形成されない柔軟なポリマー／金属シートを
提供することである。

【００３５】本発明のさらに別の目的は、シートの柔軟
性が増大した柔軟なポリマー／金属シートを提供するこ
とである。

【００３６】本発明のさらに別の目的は、高い伸長特性
を有する柔軟なポリマー／金属シートを提供することで
ある。

【００３７】本発明のさらに別の目的は、電着プロセス
によりプリント配線回路を連続製造する方法および装置
を提供することである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明のある面による電
解セルは、電解溶液を保持するタンクと、非導電性の円
筒状の外表面を有し、水平軸回りに回転可能である該タ
ンク内に配備されたドラムと、該ドラムの該外表面の周
りに配置される均一な横断面を有する複数の細長い類似
のアノードとを備えている。該アノードは、全体として
該ドラムの該外表面から離れた位置にあり、またこれに
従うほぼ連続した円筒状表面を形成する。各々の該アノ
ードは、該タンクから突出している少なくとも１つの端
部を有している。複数の電源と、隣接する該アノードの
１つ以上の該突出端部よりなるグループを該各々の電源
に接続させる接続手段とが供給される。以上のことより
上記目的が達成される。

【００３９】前記アノードが均一なプリズム状の横断面
を有する棒であってもよい。

【００４０】前記アノードが整列して配置され、各々の
該アノードが、前記ドラムの軸に平行に伸びる軸に対し
て対称であるようにしてもよい。

【００４１】各々の前記アノードが長方形の断面を有
し、また２つの対向する活性アノード表面を有するよう
にしてもよい。

【００４２】各々の前記アノードが前記ドラムに対して
２方向に取り付け可能であり、前記２つの対向する活性
アノード表面の一方が、該２方向の各々において該ドラ
ムに対向するようにしてもよい。

【００４３】前記アノードが、高導電性の第１金属材料
から形成される内部コアと、電解溶液に不活性の導電性
の第２金属材料から形成される外部ケーシングとを含ん
でいてもよい。

【００４４】前記アノードが、チタニウム−銅の共有押
出し成形により形成され、銅が前記内部コアを形成し、
チタニウムが前記外部ケーシングを形成するようにして
もよい。

【００４５】前記アノードと前記ドラムとの間の間隔が
１インチより小さくてもよい。

【００４６】前記タンクが非導電性材料から形成される
ようにしてもよい。

【００４７】本発明の別の面による金属を電着させる装
置は、電解溶液を保持するタンクと、該タンク内に取り
付けられるドラムと、該タンク内の該ドラムの周りに整
列して配置される複数の細長い類似のアノードを備え
る。各々の該アノードは、電源への接続のために該タン
クから突出する少なくとも１つの端部と該アノードの長
さに沿って伸びる少なくとも２つの個別の活性アノード
表面を有する。該アノードは該タンクに取り付けられ、
該少なくとも２つの個別の活性アノード表面の一方が該
ドラムに対向して配置される。以上のことにより上記目
的が達成される。前記アノードが均一な横断面を有する
棒であり、また高導電性の第１金属材料から形成される
内部コアと電解溶液に不活性な導電性金属材料により形
成される外部ケーシングとを含んでいてもよい。

【００４８】前記アノードが長方形の断面を有し、前記
活性アノード表面が対向する表面によって規定され、ま
た該アノードがチタニウム−銅の共有押出し成形により
形成され、銅が前記内部コアを形成し、チタニウムが前
記外部ケーシングを形成するようにしてもよい。

【００４９】各々の前記アノードは中心軸に対して対称
であり、前記タンクに取り付けられると前記ドラムの軸
に平行であるようにしてもよい。

【００５０】各々の前記アノードが個別の電源に接続可
能であるようにしてもよい。

【００５１】本発明の別の面によれば、上部に金属のフ
ラッシュを有する非導電性の電気絶縁性基板に金属を電
着させる装置が提供される。該装置は、堆積される金属
イオンを所定の濃度で含む電解溶液を保持するタンクを
備える。円筒状のドラムが該タンク内に取り付けられ
る。該ドラムは非導電性の外表面を有し、該基板を該タ
ンク内で通過させるために固定軸回りに回転可能であ
る。複数の細長い類似のアノードが、該タンクに取り付
けられ、該ドラムの非導電性の外表面の周りに整列して
配置される。各々の該アノードが、該ドラムの軸にほぼ
平行な軸に沿って伸び、少なくとも２つの活性アノード
表面を規定する均一な横断面を有している。該アノード
は、該タンクに取り付けられ、各アノードの該少なくと
も２つの活性アノード表面の一方が該ドラムに対向し、
また該ドラムの周りにほぼ連続した活性アノード形成表
面を規定するように隣接するアノードと整列する。該活
性アノード形成表面が該ドラムの該外表面と共にほぼ均
一な幅のギャップを規定する。少なくとも１つの電源
が、該アノードに接続される。該基板の金属部が該タン
クから退出するとき、該タンクの外側に位置するカソー
ド部材は、該金属部と係合する。以上のことによって上
記目的が達成される。

【００５２】前記アノードが長方形の断面を有する細長
い棒であってもよい。

【００５３】前記アノードが、各アノードの一方の端部
が前記タンクから突出し、該一方の端部が電源に接続可
能であるように該タンクに個別に取り付けられるように
してもよい。

【００５４】１つ以上の隣接するアノードからなるグル
ープが同じ電源に接続されるようにしてもよい。

【００５５】前記アノードが、高導電性の第１金属材料
から形成される内部コアと電解溶液に不活性の導電性の
第２金属材料から形成される外部ケーシングとを含んで
いてもよい。

【００５６】前記アノードが、チタニウム−銅の共有押
出し成形により形成され、銅が前記内部コアを形成し、
チタニウムが前記外部ケーシングを形成するようにして
もよい。

【００５７】前記アノードと前記ドラムとの間の間隔が
１インチより小さいようにしてもよい。

【００５８】本発明の別の面によると、上部に金属層を
有する基板に金属を電着させる電解セルが提供される。
該電解セルは、電解溶液を保持するタンクと、該タンク
内に配備され、該基板が移動する通路を規定する非導電
性の湾曲した平坦な表面と、均一なプリズム状の横断面
を有し、少なくとも２つの活性アノード表面を規定する
複数の細長い類似のアノードを備える。各アノードは、
該タンク内に取り付けられ、該少なくとも２つの活性ア
ノード表面の一方が該非導電性表面に対向し、該アノー
ドの一部が該タンクを貫通する。該アノードが、該非導
電性表面と該アノードの該活性アノード表面との間のほ
ぼ連続した均一のギャップを規定するように整列して配
置される。コネクタ手段は、１つ以上の隣接するアノー
ドからなるグループを個別の電源に接続する。該基板の
金属部が該タンクから退出するとき、該タンクの外側に
位置するカソード部材は、該金属部と係合する。以上の
ことにより上記目的が達成される。

【００５９】前記湾曲した平坦な表面が固定軸の周りを
回転可能なドラムによって規定され、各々の該アノード
が該ドラムの軸に平行であるアノード軸に対して対称で
あるようにしてもよい。

【００６０】前記アノードが、高導電性の第１金属材料
から形成される内部コアと電解溶液に不活性な導電性の
第２金属材料から形成される外部ケーシングとを含んで
いてもよい。

【００６１】前記アノードが、チタニウム−銅の共有押
出し成形により形成され、銅が前記内部コアを形成し、
チタニウムが前記外部ケーシングを形成するようにして
もよい。

【００６２】前記アノードと前記ドラムとの間の間隔が
１インチより小さいようにしてもよい。

【００６３】前記アノードが長方形の断面を有し、前記
活性アノード表面が対向する表面によって規定され、ま
た該アノードがチタニウム−銅の共有押出し成形により
形成され、銅が前記内部コアを形成し、チタニウムが前
記外部ケーシングを形成するようにしてもよい。

【００６４】本発明の別の面による非導電性の電気絶縁
性基板に金属を電着させる方法は、 ａ）非導電性の電気絶縁性基板の一方の面に薄い金属の
フラッシュを形成するステップと、ｂ）非導電性表面に
よって規定される通路に沿って、該基板の該金属面を該
表面とは反対の側に向けた状態で該基板を所定の方向に
移動させるステップであって、該表面は電解溶液内に配
備され、複数のアノードが該表面に対向し、また該表面
に隣接して配置され、これらの間に均一の狭いギャップ
を規定する、基板を移動させるステップと、ｃ）該基板
の該金属面を該電解溶液の外側に位置する導電性のカソ
ードの上を通過させるステップと、ｄ）該移動する基板
に金属を連続して電着させるために、該基板が該電解溶
液を通過するとき、電極の各グループが異なる電流密度
レベルを有するようにするステップと、を包含してお
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００６５】前記電流密度が、連続する各々のアノード
において同じであるかあるいはより大きいようにしても
よい。

【００６６】前記非導電性表面がほぼ円筒形状であり、
前記アノードが該ほぼ円筒形状の表面に平行に伸びる細
長い棒であってもよい。

【００６７】本発明の別の面による非導電性の電気絶縁
性基板に金属を電着させる方法は、電解溶液中に互いに
接近した状態で整列して配置された複数の細長いアノー
ドを提供するステップであって、各々の該アノードが隣
接するアノードの活性アノード表面と整列する活性アノ
ード表面を有し、ほぼ連続した活性形成表面を形成す
る、ステップと、非導電性の裏張りを備えた薄い金属の
フラッシュを該電解溶液を介して該連続した活性形成表
面を通って移動させる一方で、該金属が該形成表面に沿
って移動するとき該金属と該形成表面との間に１インチ
より小さい所定の均一の間隔を維持するステップと、該
金属が該電解溶液から退出するとき、該金属を該電解溶
液の外側に位置するカソード取り出し部の上を通過させ
るステップと、１つ以上の隣接するアノードからなるグ
ループを電気的に活性化させるステップであって、該ア
ノードの連続する各々のグループは先行するグループよ
り高い活性化レベルを有する、ステップと、を包含して
おり、そのことにより上記目的が達成される。

【００６８】本発明の別の面による非導電性の電気絶縁
性基板に金属を電着させる方法は、 ａ）上部に金属のフラッシュを有する非導電性基板を所
定の通路に沿って移動させるステップであって、該基板
は先ず電解溶液を介して該電解溶液内に配置された複数
のアノードを通って移動し、次に該電解溶液の外側に位
置する導電性カソード表面の上を通り、このとき、該基
板上の該金属のフラッシュは該電解溶液中の該アノード
に対向し、また該導電性カソード表面に係合する、ステ
ップと、ｂ）１つ以上の隣接するアノードからなるグル
ープを異なるレベルで電気的に活性化するステップであ
って、連続する各々のアノードグループは先行するグル
ープより高い活性化レベルを有する、ステップと、を包
含しており、そのことにより上記目的が達成される。

【００６９】特定のアノードグループの活性化レベル
が、前記基板が該特定のアノードグループを通過すると
きの該基板上の前記金属の電流伝導容量に基づくように
してもよい。

【００７０】上記方法によって製造される金属コートさ
れたポリマーフィルムが提供される。

【００７１】前記ポリマーフィルムがポリイミドであっ
てもよい。

【００７２】前記ポリマーフィルムがポリエステルであ
ってもよい。

【００７３】前記金属が銅であってもよい。

【００７４】前記銅が１オンスの箔であり、前記ポリマ
ーフィルムが少なくとも１５％に等しい伸び率を有する
ようにしてもよい。

【００７５】本発明の別の面による非導電性の電気絶縁
性基板にプリント配線回路を形成する方法は、ａ）柔軟
な非導電性材料の細長いストリップの一方の側の導電性
材料層にメッキレジストをプリントして、該ストリップ
の長さに沿って伸びる該導電性層の露出した連続バンド
と、該バンドと導通するプリント配線回路の１つ以上の
パターンとを露出させて残すステップと、ｂ）上部にプ
リント配線回路を有する該ストリップを所定の通路に沿
って移動させるステップであって、該ストリップは先ず
電解溶液を介して該電解溶液内に配置された複数のアノ
ードを通って移動し、次に該電解溶液の外側に位置する
導電性カソード表面の上を通り、このとき、該ストリッ
プ上の導電性層の該連続バンドは該電解溶液中の該アノ
ードに対向し、また該導電性カソード表面に係合する、
ステップと、ｃ）１つ以上の隣接するアノードよりなる
グループを異なるレベルで電気的に活性化するステップ
であって、連続する各々のアノードグループは先行する
グループより高い活性化レベルを有する、ステップと、
を包含しており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００７６】上記方法は、ｄ）前記メッキレジストを取
り除くステップと、ｅ）前記導電性層を前記基板のパタ
ーンが形成されていない領域からエッチングにより取り
除くステップと、をさらに包含していてもよい。

【００７７】上記方法は、前記プリント配線回路を前記
導電性層の前記連続バンドから切り離すステップをさら
に包含していてもよい。

【００７８】特定のアノードグループの活性化レベル
が、前記ストリップが該特定のアノードグループを通過
するときの前記連続バンドの前記金属の電流伝導容量に
基づくくようにしてもよい。

【００７９】上記方法により製造されるプリント配線回
路が提供される。

【００８０】本発明の別の面による非導電性の電気絶縁
性基板にプリント配線回路を形成する方法は、ａ）上部
に導電性層を被覆させた柔軟な非導電性材料の細長いス
トリップを提供するステップと、ｂ）メッキレジストを
該導電性層にプリントして、複数のパターンと各パター
ンを互いに接続させるバンドとを露出させて残し、該ス
トリップの長さに沿って延びる該導電性層の連続した露
出領域を形成するステップと、ｃ）上部にパターンを有
する該ストリップを所定の通路に沿って移動させるステ
ップであって、該ストリップは先ず電解溶液を介して該
電解溶液内に配置された複数のアノードを通って移動
し、次に該電解溶液の外側に位置する導電性カソード表
面の上を通り、このとき、該ストリップ上の導電性層の
該露出領域は該電解溶液中の該アノードに対向し、また
該導電性カソード表面に係合する、ステップと、ｄ）１
つ以上の隣接するアノードからなるグループを異なるレ
ベルで電気的に活性化するステップであって、連続する
各々のアノードグループは先行するグループより高い活
性化レベルを有する、ステップと、を包含しており、そ
のことにより上記目的が達成される。

【００８１】上記方法が、ｄ）前記メッキレジストを取
り除くステップと、ｅ）前記導電性層を前記基板のパタ
ーンが形成されていない領域からエッチングにより取り
除くステップと、をさらに包含していてもよい。

【００８２】特定のアノードグループの活性化レベル
が、前記ストリップが該特定のアノードグループを通過
するときの前記露出金属の電流伝導容量に基づくように
してもよい。

【００８３】上記方法により製造されるプリント配線回
路が提供される。

【００８４】本発明の別の面による非導電性の電気絶縁
性基板にプリント配線回路を形成する方法は、ａ）柔軟
な非導電性材料の細長いストリップの一方の側の導電性
材料層にメッキレジストをプリントし、該ストリップの
長さに沿った該導電性層の、複数のプリント配線回路パ
ターンを含む連続領域を露出させて残すステップと、
ｂ）上部にプリント配線回路を有する該ストリップを所
定の通路に沿って移動させるステップであって、該スト
リップは先ず電解溶液を介して該電解溶液内に配置され
た複数のアノードを通って移動し、次に該電解溶液の外
側に位置する導電性カソード表面の上を通り、このと
き、該ストリップ上の該導電性層の該連続領域は該電解
溶液中の該アノードに対向し、また該導電性カソード表
面に係合する、ステップと、ｃ）１つ以上の隣接するア
ノードからなるグループを異なるレベルで電気的に活性
化するステップであって、連続する各々のアノードグル
ープは先行するグループより高い活性化レベルを有す
る、ステップと、を包含しており、そのことにより上記
目的が達成される。

【００８５】上記方法が、前記プリント配線回路を互い
に切り離すステップをさらに包含していてもよい。

【００８６】特定のアノードグループの活性化レベル
が、前記ストリップが該特定のアノードグループを通過
するときの前記連続領域の前記金属の電流伝導容量に基
づくようにしてもよい。

【００８７】上記方法により製造されるプリント配線回
路が提供される。

【００８８】

【発明の実施の形態】上記のおよび他の目的および利点
は、添付の図面と共に以下の好適な実施態様の説明によ
り明らかとなり得る。

【００８９】以下に示す図面は本発明の好適な実施態様
を示すためのものであって、本発明を制限するものでは
ない。

【００９０】図１は、基板１２に金属を電着させる電着
装置１０を示す。本発明は、表面に金属のフラッシュを
接着させた非金属の電気絶縁性基板、好ましくはポリマ
ーフィルムに金属を電着させる装置および方法に関す
る。本発明は、約０．５〜約７ミルの範囲の厚さの柔軟
なポリマーシートに関連して述べられる。ポリマー膜が
本発明の装置および方法において使用するのに好適な基
板ではあるが、本明細書の以下の記述から理解され得る
ように、他の非金属性の電気絶縁材料、例えば、セラミ
ックテープまたは「グリーン」テープ、他の織物なども
また使用され得る。本明細書においては、金属の「フラ
ッシュ（ｆｌａｓｈ）」とは、厚さが約５００〜約３０
００オングストロームの範囲の薄い金属コーティングを
意味する。代表的には、金属のフラッシュはスパッタリ
ングによって被覆されるか、非電着により堆積される
か、または従来の化学蒸着によって堆積されるが、他の
方法も考慮される。

【００９１】本発明は、特に、非金属の電気絶縁性ポリ
マー基板に金属を電着させる場合に適用され、以下にお
いても特にこの適用について述べるが、本発明は他の連
続表面に金属を堆積させる場合にも有利に適用され得
る。

【００９２】広い意味で述べると、装置１０は、電解溶
液を保持するタンク２０と、タンク２０内の電解溶液中
に一部が配置されたドラム５０と、タンク２０内のドラ
ム５０の周りに配置された複数の類似のアノード６０と
を備えている。図示した実施態様では、タンク２０は、
ほぼ円筒の形状であり、円筒状のドラム５０に適合する
ような大きさである。タンク２０は、図３に最良に示す
ように、ほぼ半円筒状の底壁２２と２つの端壁２４およ
び２６によって規定される。図１および図３に最良に示
すように、弓状の補強プレート２８が各端壁２４および
２６に取り付けられている。タンク２０は、ドラム５０
および電解溶液を受容する半円筒の空洞部を規定してい
る。タンク２０の最下部には供給導管３２が設けられ、
タンク２０に電解流体を供給する。タンク２０の上端に
沿ってオーバーフロー管３４が設けられ、周知のよう
に、オーバーフローする電解溶液を回収しこれをポート
３６を介して再循環させる。タンク２０は、支柱４６に
支持された複数の横向きのウェブ４４よりなる支持構造
４２上に支持される。

【００９３】ドラム５０は円筒形状であり、本発明によ
れば、非導電性の外表面５２を有する。このため、ドラ
ム５０は全体が硬質のプラスチックまたはポリマー材料
により形成され得、または非導電性材料で外面をケーシ
ング（ｃａｓｉｎｇ）した金属材料により形成され得
る。図示した実施態様では、ドラム５０は、タンク２０
の端壁２４および２６内のベアリング（図示せず）によ
って支持されるシャフト５４の回りを回転し得る。ドラ
ム５０は、好ましくは、当該分野では周知のように、適
切なモータドライブ（図示せず）によって回転される。
このとき、ドラム５０は周速可変で回転され得、これに
より基板１２は、所望の箔厚を得るのに十分な時間にわ
たってタンク内の電解溶液との接触を維持し得る。これ
については後に詳述する。

【００９４】タンク２０内にはドラム５０の周囲に複数
の類似のアノード６０が配置されている。アノード６０
は、好ましくは、均一なプリズム状の（ｐｒｉｓｍａｔ
ｉｃ）横断面を有する細長い棒であり、それぞれが複数
の平坦な活性アノード表面を規定している。図示した実
施態様では、図４〜図７に示すように、アノード６０は
断面が均一の長方形である細い棒である。各アノード６
０は、図９に示すように、高導電性の材料から形成され
る内部コア６４と、電解溶液中で寸法的に安定である導
電性金属よりなる外部ジャケットまたはケーシング６６
とを有する細長い本体６２からなる。図示した実施態様
では、上述のように、アノード本体６２は銅合金材料か
らなるコア６４とチタニウムからなる外部クラッディン
グまたはジャケット６６とを有するように形成される。
アノード６０のチタニウムクラッディングされた銅本体
６２は、当該分野では周知の共有押出し成形（co-extru
sion）プロセスによって形成され得る。長方形のプレー
ト６８は、クラッディング６６を形成する材料と同様の
材料、すなわち本実施態様ではチタニウムにより形成さ
れ、好ましくは溶接によって本体６２の一方の端部に取
り付けられ、コア６４を包囲する。アノード６０は長方
形状であるため、対向する活性アノード表面８０ａおよ
び８０ｂが規定される。本明細書の後の記述から理解さ
れ得るように、正方形または三角形の断面（図示せず）
を有するアノード６０もまた、本発明から逸脱すること
なく使用され得る。

【００９５】プレート６８には、本体６２の長手方向の
軸と整列した位置決定ピン７２が設けられ、反対側の端
部には環状カラー７４が設けられている。ピン７２およ
びカラー７４もまたチタニウムにより形成される。本体
６２の他端部に、すなわちカラー７４に隣接して２つの
ネジ切りされた穴７６がコア６４に形成されている。ア
ノード６０のこの端部ではコア６４は露出している。

【００９６】アノード６０はタンク２０内に整列して配
置され、半円筒状の電気金属形成表面５８を形成する。
この表面は、図２に最良に示すように、ドラム５０の表
面５２の形状に従っている。さらに詳しくは、アノード
６０は整列して配置され、タンク２０の長さにわたって
いる。アノード６０は互いに平行にかつドラム５０の軸
に平行に伸びており、互いに接近した状態で詰め込まれ
ているが、物理的に接触してはいない。アノード６０
は、ドラム５０の非導電性表面５２に対して位置決めさ
れ、これらの間に均一なギャップ９０を形成している。
このギャップ９０は、本発明によれば、好ましくは１イ
ンチより小さく、さらに好ましくは、約３／４インチで
ある。本発明の別の面によれば、各アノード６０は、図
３に「Ｘ」で示す固定軸に沿ってタンク２０を貫通し、
タンク２０の端壁２２および２４の少なくとも一方に取
り付けられ、またこれによって支持されている。アノー
ド６０の一方の端部はタンク２０より外側に伸びてい
る。図示した実施態様では、図３に示すように、アノー
ド６０はタンク２０内に配置されている。ここで、タン
ク２０の側壁２２および２４の間の距離およびアノード
６０の寸法は、アノード６０が端壁２２と２４の間をタ
ンク２０を貫通して伸び、アノード６０の両端部が端壁
２２および２４によって位置決めされ、かつこれらに支
持されるような大きさとされる。詳しくは、端壁２２お
よび２４には間隔をおいて複数の円筒状の穴９２が形成
されている。図３に示すように、各穴９２はアノード６
０のピン７２をぴったりと受容するような寸法である。
好ましくは、穴９２の外端部にはプラグ９４が挿入され
て溶接され、穴９２を密封する。

【００９７】側壁２４および２６には間隔をおいて複数
のより大きな開口部９６が形成され、アノード６０のカ
ラーを有する方の端部を受容する。各開口部９６は、ア
ノード６０のカラー７４をびったりと受容するような寸
法とされた第１円筒部９６ａと、より大きな直径の第２
円筒部９６ｂとを含む。穴９２および開口部９６は、そ
れらの中心がドラム５０の軸「Ａ」に沿って位置する円
形中央線に沿って配置され、これにより、上述のように
アノード６０は半円形状に配置される。穴９２は、開口
部９６の間の各中間点で円形中心線に沿って配置され
る。各端壁２２および２４の円形中心線は、軸方向に互
いに整列している。図示した実施態様では、側壁２２の
開口部９６は側壁２４内の穴９２と軸方向に整列してお
り、またこの逆も成り立つ。従って、図示した実施態様
では、隣接するアノード６０は互いに反対側の端部から
タンク２０に挿入される。つまり、端壁２２および２４
の開口部９６および穴９２は互いにオフセットされ、こ
れにより、あるアノード６０の「ピンを備えた端部」
は、隣接するアノード６０の「カラーを備えた端部」の
隣に位置する。

【００９８】各アノード６０のカラー７４の周囲にはシ
ールアレンジメント１０２が設けられている。シールア
レンジメント１０２は、一対の環状シール１０４よりな
る。一対の環状シール１０４は、カラー７４と第２円筒
部９６ｂの内表面との間に配備される弾性のある圧縮可
能な材料により形成される。圧縮リング１０６がプレー
ト２８のネジ切りされた穴１０８にねじ込みによって受
容される。環状シール１０４は圧縮リング１０６によっ
て圧縮され、アノード６０のカラー７４と穴９６の第２
円筒部９６ｂの内表面との間に防水（ｆｌｕｉｄ−ｔｉ
ｇｈｔ）シールを形成する。重要なことは、アノード６
０が軸「Ｘ」に対して対称であることであり、これによ
り、アノードはアノード表面８０ａまたは８０ｂのいず
れかがドラム５０に面した状態でタンク２０内に位置決
めされ得る。

【００９９】図３に示すように、タンク２０内に取り付
けられると、アノード６０の一部、すなわちカラー７４
より外側の部分はタンク２０より外側に伸びる。図８に
最良に示すように、アノード６０の端部には電気コネク
タ８２が取り付けられる。電気コネクタ８２は、間隔の
開いた貫通開口部を有する平坦なプレート部８４を有す
る。プレート８４内の開口部は、アノード６０のコア６
４の穴７６と一致する寸法とされる。穴７６はネジ切り
された締付具またはラグ７８を受容するような寸法とさ
れる。締付具またはラグ７８は電気コネクタ８２のプレ
ート８４をアノード６０に取り付けるようにされてい
る。各コネクタ８２は電源（図示せず）に接続可能であ
る。重要なことは、コネクタ８２のプレート８４がアノ
ード６０の銅コア６４と直接接触することである。

【０１００】電着装置１０の入口側にはガイドローラ１
１２が設けられ、搬入される基板１２をドラム５０に対
して位置決めする。電着装置１０の出口側のタンク２０
およびタンク内に入れられた電解溶液より外側の上方に
はカソード取り出しローラ１１４が設けられている。カ
ソード取り出しローラ１１４は、基板１２の金属側と係
合し、基板がタンク２０から退出するときその金属側と
電気的に接触するように配置されている。カソード取り
出しローラ１１４は導電性であり、アノード６０に流さ
れ得る最大電流を伝導し得るように設計されている。こ
れについては後に詳述する。

【０１０１】次に装置１０の動作、および移動する基板
上に金属を電着させる方法について述べる。金属のフラ
ッシュを接着したポリマー基板１２を電着装置１０に挿
入する。このとき、基板１２の金属のフラッシュがタン
ク２０の電解槽に露出され、基板の他方の面がドラム５
０の非導電性の外表面５２上に位置するように挿入され
る。柔軟なポリマーシートの表面に導電性の金属のフラ
ッシュが接着され得る限り、事実上すべての柔軟なポリ
マーシートおよび好ましくは熱可塑性シートが使用され
得る。このようなポリマーシートの例としては、ポリイ
ミドシート（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ
Ｐｏｎｔ社製）、または約２，０００オングストローム
のスズ、真鍮、亜鉛、銅、クロムなどの金属でスパッタ
リングされたポリエステルシートがある。

【０１０２】基板１２はガイドローラ１１２の上を通過
してドラム５０に接触する。基板１２はドラム５０上を
通ってタンク２０内の電解溶液を前進する。基板１２
は、金属のフラッシュをアノード６０の活性アノード表
面８０に向けた状態で、ドラム５０とアノード６０との
間に規定されるギャップ９０を通る。基板１２はカソー
ド取り出しローラ１１４を通過して電解溶液から退出す
る。このとき基板１２の金属被覆された側がローラ１１
４と接触する。これにより、アノード６０に電流が供給
される電着プロセスの間、基板１２に接着した金属のフ
ラッシュがカソードとして作用する。

【０１０３】本発明によれば、アノード６０は１つ以上
のアノード６０よりなるグループごとに活性化される。
ここで、基板１２の進行方向の一連の各々のアノード６
０グループは、先行するグループより高い活性化レベル
を有する。最初のアノード６０グループによって基板１
２の最初の金属のフラッシュに金属が堆積されると、よ
り厚くなった金属の電流伝導容量は増大し、これが後に
続くアノードグループがより高い活性化レベルを有する
のを可能にするために利用される。厚い金属はカソード
取り出しローラ１１４に対する導電体として作用し、よ
り高い活性化レベルが可能となる。つまり、基板１２の
金属のフラッシュは、最初はカソード取り出しローラ１
１４への電気ダクト（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄ
ｕｉｔ）として使用され、基板１２上に金属を蓄積すな
わち堆積する。基板１２上の金属の厚さが次第に増し、
電流伝導容量が増大する。これは、先行するアノード６
０のグループまでに蓄積された金属の電流伝導容量に基
づいて、後に続くアノード６０のグループへの電流を連
続的に促進、すなわち増加させることによって、金属の
電着を増大させるために利用される。当然ながら、ポリ
マー基板１２上のオリジナルの金属のフラッシュの電流
伝導容量には制限があるため、いくつかのアノード６０
のグループに異なる電流レベルを直ちにまたは同時にに
与えることはできない。最初は、基板１２に与えられ得
る電流密度は金属のフラッシュの電流伝導容量、すなわ
ち金属のフラッシュがカソード取り出しローラ１１４に
伝導し得る電流によって制約される。アノード６０に過
度の電流密度を与えても、実際、薄い金属のフラッシュ
がポリマー基板１２から剥離されるだけである。従っ
て、アノード６０のグループを連続して活性化させるこ
とにより、基板１２に金属を徐々に堆積させることが必
要である。

【０１０４】詳しくは、第１アノード６０グループ、す
なわちタンク２０に入る基板１２が最初に出会うアノー
ドグループは、ポリマー基板１２の金属のフラッシュに
よって扱い可能なレベルで活性化される。かくして、こ
の第１アノードグループは電解溶液から金属を金属のフ
ラッシュに堆積させ、これにより、ポリマー基板１２上
の金属の厚さを増加させる。基板１２は、タンク２０内
の電解溶液を通って所定の速度で移動するため、蓄積さ
れた金属の連続層が最終的にカソード取り出しローラ１
１４に及び、これにより、基板１２に与えられ得る電流
伝導容量が増大する。このとき、第２アノード６０グル
ープは第１アノードグループより高い活性化レベルで活
性化され得る。この第２アノードグループの活性化レベ
ルは、第１アノード６０グループによって蓄積された金
属の電流伝導容量に基づき得る。このように、第１アノ
ード６０グループによって堆積された金属は、より高い
電流レベルが基板１２に与えられ、カソード取り出しロ
ーラ１１４に伝導されるのを可能にする導電体として用
いられる。所定の期間後、第１アノード６０グループと
第２アノード６０グループの両方によって堆積された蓄
積金属は、カソード取り出しローラ１１４に到着する。
第１アノード６０グループおよび第２アノード６０グル
ープによって堆積された金属は、第３アノード６０グル
ープを最初の２つのアノード６０グループよりさらに高
い活性化レベルで活性化するのに十分な厚さとなってい
る。この場合も、この第３アノード６０グループによっ
て形成された新たな蓄積は、第１および第２アノード６
０グループによって与えられた金属の上に金属を堆積
し、最後には電流取り出しカソードに及び、第４アノー
ド６０グループが最初の３つのアノードグループよりさ
らに高いレベルで活性化されるのを可能にする。ここ
で、各アノード６０グループは基本的には基板１２の金
属伝導能力を高め、これにより、後に続くアノード６０
グループに、より高い活性化レベルを与え、この結果、
後に続くアノードグループにおいてより高い電着率を生
み出すことが可能になる。上述の連続活性化により、最
終的には、電着装置１０の各アノード６０グループは所
望の作動レベルで活性化され得る。

【０１０５】本明細書において「アノード６０グルー
プ」という用語は、各アノード６０グループは１つ以上
のアノード６０よりなり得るということを示す。ここ
で、電着装置１０は、各アノード６０がそれ独自の個別
の電源、すなわち整流器に接続され得るように設計され
ている。

【０１０６】以下に本発明の特定の実施例について述べ
る。これらの実施例は例示的なものであり、本発明を限
定するものではない。プロセスパラメータ、材料、方
法、操作において様々な改変が当業者によってなされ得
る。以下の実施例において特定されたすべての部品およ
びパーセンテージは断りのない限り重量に基づくもので
ある。

【０１０７】本発明は、銅、金、銀、ニッケル、スズ、
亜鉛、真鍮、クロム、プラチナ、およびタングステンを
含むがこれらに限定されない多くの金属の電着に適用さ
れると多くの利点を有し得るが、電子分野における適用
においては銅が代表的に用いられる。銅は導電性が高
く、はんだ付けが可能であり、また電気メッキが容易で
あるため、最も好適な金属である。

【０１０８】銅の電着を効果的に行うには、十分な量の
銅（通常は硫酸銅塩として）、塩素、および硫酸が電着
槽内に存在しなければならない。本発明によれば、電解
溶液は、約５０〜約８０グラム／リットルの範囲の硫酸
銅、約０〜約３０ｐｐｍの範囲の塩素イオン、および約
５０〜約７０グラム／リットルの範囲の硫酸を含有す
る。槽の温度もまた電着プロセスの性能に影響を与え得
るパラメータである。ここで、代表的な作動温度範囲は
約２０℃〜約９５℃の範囲である。本発明によれば、好
適な温度範囲は約３５℃〜約８０℃であり、最も好適な
温度範囲は約５０℃〜約７０℃である。

【０１０９】以下に述べる実施例では、上述し、図面で
示した装置が使用される。図１および図２に示すよう
に、タンク２０内には２８個のアノード６０が備えられ
ている。アノード６０は整列されるかまたは７個のアノ
ード６０よりなるグループに分けられている。各アノー
ドグループはそれ独自の個別の電源に接続される。詳し
くは、各グループの７個のアノード６０は１つの整流器
に接続され、結果として１つのグループに属する各アノ
ードには同じ電流が供給される。４つのアノードグルー
プが、図では「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、および「Ｄ」で
示される「処理ゾーン」を規定する。以下の実施例で
は、ドラム５０はゴム製で、長さ２６インチ、直径３０
インチとした。約２０００オングストロームの銅をスパ
ッタリングにより被覆した厚さ３ミルのＫａｐｔｏｎ
（登録商標）ポリマーシートを用いた。ポリマーシート
の幅は１４インチとした。電着水溶液槽には以下のもの
を含有させた。

【０１１０】 １）硫酸銅五水和物 ４００グラム／リットル ２）硫酸 ６５グラム／リットル ３）塩素 ２５ｐｐｍ 槽の温度は約５５℃〜約６５℃に維持した。

【０１１１】当業者には理解され得るように、電着銅の
最終的な厚さは、装置のライン速度、すなわちゾーンＡ
〜Ｄを通る基板の速度に、およびアノード６０によって
電解槽に与えられる電流密度に依存する。

【０１１２】以下の実施例は、上述の装置を異なる「ラ
イン速度」および異なるアノード６０活性化レベルで作
動させる場合を示している。

【０１１３】

【表１】

【０１１４】

【表２】

【０１１５】

【表３】

【０１１６】上記の表において、「アンペア／ゾーン」
は、特定のゾーンに流される全電流を示す。「時間／ゾ
ーン」は、基板が特定のゾーンに露出される時間（秒）
を示す。「ゾーン電流密度」は、特定のゾーンの活性ア
ノード表面において測定された電流密度を示す。「銅重
さ」は、特定のゾーンの後、基板１２に堆積された銅の
累積重さをオンスで示す。「銅厚さ」は、特定のゾーン
の後、基板１２に堆積された銅の累積厚さをミルで示
す。「ウェブ電流密度」は、ウェブ内を流れるすなわち
基板１２上の金属を流れる電流密度を示す。

【０１１７】上記の表を比較することにより、電着され
た銅の最終厚さに及ぼす「ライン速度」および「電流密
度」の影響、および本発明の利点が明らかとなる。

【０１１８】実施例１では、基板１２は、速度３．１５
フィート／分で電着装置１０内を移動する。この速度で
は、基板１２は各ゾーンに約１６．７秒間露出されたこ
とになる。実施例１では、各ゾーンに１５０アンペアの
電流が流された。ここで、各ゾーンの各アノードは約２
１〜２２アンペアの電流で活性化された。各ゾーンの電
流密度は約１４６．９アンペア／平方フィートであっ
た。ここで、各ゾーンに流される電流とアノード表面に
実際に流れる電流との間の差は極めて僅かである。つま
り、熱として発散または損失するエネルギーはほとんど
なかった。このような作動条件においては、銅の蓄積は
ほぼ比例していた。つまり、各ゾーンでは約０．８２５
グラムの銅が基板１２に加えられ、厚さが０．０３９ミ
ルだけ増加した。カソード要素１１４によって検出され
る基板１２に蓄積された金属を流れる実際の電流密度は
約２７４，７９３アンペア／平方インチであった。各ゾ
ーンを流れる電流が同一であることから予想されるよう
に、基板１２上の銅の蓄積は各ゾーンにおいて均一であ
り類似していた。

【０１１９】実施例２は、基板１２の速度が約２．６フ
ィート／分であり、各ゾーンを流れる電流が後に続くゾ
ーンほど増加する作動条件を示す。ここで、ゾーンＡに
は１５０アンペアが流され、ゾーンＢには４００アンペ
アが流され、ゾーンＣには６６０アンペアが流され、ゾ
ーンＤには８４０アンペアが流された。上記の作動速度
において、基板１２は各ゾーンに約２０．２秒間露出さ
れた。このような条件においては、基板１２上の銅の蓄
積は飛躍的に増加した。実施例２に示すように、ゾーン
Ａでは基板１２に０．９９９グラムの銅が堆積され、ゾ
ーンＢの終端部では銅の重さは３．６６４グラムに増加
する。ゾーンＣの終端部では銅の重さは８．０６１グラ
ムに増加し、厚さは０．３８１ミルであった。基板１２
がゾーンＤから退出するときまでには、１３．６５７グ
ラムの銅が堆積され、厚さ０．６４６ミルの銅が生成さ
れた。

【０１２０】実施例３では、ライン速度を１．６フィー
ト／分に下げた。この速度では、基板１２は各ゾーンに
３２．８１３秒間露出される。本実施例では、ゾーンＡ
には２７０アンペアが流され、ゾーンＢには５００アン
ペアが流され、ゾーンＣおよびＤには９００アンペアが
流された。このような高レベルの電流分布においても、
活性アノード表面における実際の電流密度は、各ゾーン
に流される電流密度に比較的近い。ここで、本発明の構
成および作動特性により、アノード６０に与えられる電
力のうち熱として失われるのは２％に満たない。実施例
３では、ゾーンＡにおいて２．５５７グラムの銅が基板
１２に電着され、０．１２１ミルの銅を有する基板１２
が形成された。ゾーンＢの後、基板１２には７．９７０
グラムの銅が電着され、銅の厚さは０．３７７ミルとな
った。ゾーンＣの終端部では、基板１２には１７．７１
３グラムの銅が堆積され、厚さ０．８７３ミルを生成し
た。基板１２がゾーンＤから退出するときまでには、２
７．４５６グラムの銅が堆積され、最終的な厚さは約
１．３ミルとなった。

【０１２１】実施例３に示すように、ライン速度が低く
なると、基板１２上の銅の蓄積はゾーン毎に飛躍的に増
加し、この銅の増加と共に、実質的により高い電流を基
板１２に流すことが可能になり、これにより、電着プロ
セスがさらに増進する。

【０１２２】本発明の結果、例えば、エッジ効果（ｅｄ
ｇｅ ｅｆｆｅｃｔ）がほとんどあるいは全くない銅コ
ーティングが得られる。すなわち、得られる銅コーティ
ングは、コーティング本体を通じておよびその縁部に沿
って厚さが均一である。本発明の方法によって電着され
た銅の別の利点は、物理特性が向上することである。こ
のような向上の１つは、１オンスの銅箔の伸び率が１５
％を超えることである。これは、柔軟なポリマー基板に
従来の方法により電着した１オンスの銅箔に比べて、約
３倍大きい伸び率を示す。さらに、本発明によれば、電
着銅は延性が向上し、これにより処理または使用中に銅
にひびが入るかまたは不良になる傾向が抑制される。

【０１２３】本発明により実現される他の利点の１つ
は、製造される最終製品の特性が優れていることであ
る。１つの利点は、本発明のプロセスおよび装置によっ
て製造される電着銅箔は、従来の方法により電着した銅
箔より延性が実質的に大きい。例えば、１オンスの銅箔
に対して、約２８％の伸び率が測定されている。また、
上述のように、本発明の電着銅はエッジ効果を示さな
い。このため電着銅の厚さはメッキされた銅の全領域に
わたって実質的に均一である。

【０１２４】本発明の金属被覆のポリマーフィルムの伸
び率が向上し延性が大きくなるのは、電着金属の蓄積が
均一であるためと考えられている。典型的には複数の電
解槽を数回通過する必要がある従来の方法とは異なり、
本発明のプロセスでは各金属層を空気にさらすことはな
い。電着金属層は均一で連続しており、筋（ｓｔｒｉａ
ｔｉｏｎ）の入った領域がない。すなわち、金属の層間
が識別され得ない。従って、本発明の電着金属には、応
力集中の高い脆化層または脆化領域となり得るような金
属酸化物または風媒汚染物を含有する領域はない。従っ
て、本発明の電着金属においては、従来の方法で電着さ
れた金属被覆ポリマーフィルムで発生するように、ひび
割れが発生することはほとんどない。

【０１２５】図１０は、実施例１のプロセスにより製造
されたＫａｐｔｏｎ（登録商標）上に電着された銅箔の
側面の光学顕微鏡写真を示す。この顕微鏡写真は、基板
１２上の銅金属の単一で均一な連続した層を示す。これ
は、図１１の顕微鏡写真とは対照的である。図１１は、
代表的な実用上の電気メッキプロセスによって製造され
た従来の製品の側面の光学顕微鏡写真を示す。図１１に
は基板上に堆積された銅金属が層をなしているのが明瞭
に示されている。それぞれの筋は、多槽装置における１
回の電着サイクルの終わりおよび次の電着サイクルの始
まりに対応する。これらの筋入り領域はほぼ確実に高応
力集中領域である。

【０１２６】以上本発明を、非導電性ポリマーウェブ上
への金属の電着に関連して述べた。ウェブは後に柔軟な
電子回路を形成する際に使用される。本発明の別の面に
よれば、図１２〜図１４に示すように、電着装置１０は
プリント配線回路パターンを、「Ｗ」で示す移動ウェブ
に直接メッキするために用いられ得る。本発明のこの面
によれば、ウェブＷは、一般には、図１２、図１３
（ａ）、および図１３（ｂ）に最良に示すように、一方
の面を薄い金属層２０２で被覆した非導電性材料の柔軟
な薄いストリップまたはフィルム２００よりなる。フィ
ルム２００の金属被覆面は、従来の方法によりメッキレ
ジストマスク材料２０４によりマスクされ、複数の回路
パターン２０６が規定される。パターン２０６はベース
金属層２０２のマスクされていない露出領域によって規
定される。図１２に示す実施態様では、ウェブＷの中央
部がマスクされ、マスクされていない露出ベース金属２
０２の連続バンド２０８がウェブＷの両縁に沿って伸び
るようにされる。各パターン２０６を形成するベース金
属層２０２のマスクされていない露出領域は、バンド２
０８を形成するベース金属２０２のマスクされていない
露出領域と導通する。図１２に示す実施態様では、隣接
するパターン２０６の方向は、隣接するパターン２０６
がウェブＷの反対側の縁に向かって伸びるように互いに
反対にされる。

【０１２７】ストリップ２００は、いかなる柔軟な非導
電性材料によっても形成され得、その上の層２０２はメ
ッキ可能な金属であればいかなるものでもよい。厚さが
約１７００オングストローム（ナ）の金属が上面に形成
された厚さが２〜３ミルのプラスチックまたはポリマー
フィルムを用いることにより、本発明によるパターンの
メッキ形成において満足のいく結果が得られる。メッキ
可能な金属であればいかなるものでも用いられ得るが、
金属層２０２は好ましくは銅である。重要なことは、回
路パターン２０６は、一般には、すべての分岐２０６ａ
すなわちパターンのすべての部分がバンド２０８と導通
していることである。後に詳述するように、回路パター
ン２０６の小さな部分がパターン２０６の連続した分岐
またはレッグから完全に分離され得る。図１３（ａ）
は、図１２のウェブＷの断面を一般的に示し、非導電性
ポリマーフィルムまたはストリップ２００、金属層２０
２、およびパターン２０６の分岐２０６ａを規定するメ
ッキレジストマスク材料２０４を示す。

【０１２８】次に回路パターン２０６を形成するプロセ
スについて述べる。図１および図２に一般的に示した方
法で、ウェブＷが装置１０に導入される。詳しくは、ウ
ェブＷはガイドローラ１１２を通過してドラム５０に接
触し、ドラム５０上を通ってタンク２０内の電解溶液中
を前進する。ここで、ウェブＷは、回路パターン２０６
（すなわち、ベース金属層２０２のマスクされていない
露出領域）をアノード６０の活性アノード表面８０に向
けた状態で、ドラム５０とアノード６０との間に規定さ
れるギャップ９０を通る。ウェブＷはカソード取り出し
ローラ１１４を通過して電解溶液から退出する。このと
き金属層２０２の露出部がローラ１１４と接触する。こ
れにより、アノード６０に電流が供給される電着プロセ
スの間、露出した金属層２０２がカソードとして作用す
る。

【０１２９】上述の方法では、アノード６０は１つ以上
のアノード６０よりなるグループごとに活性化される。
ここで、ウェブＷの進行方向の一連の各々のアノード６
０グループは、先のグループより高い活性化レベルを有
する。パターン２０６およびバンド２０８を形成する金
属層２０２の露出部に金属が堆積されると、この、より
厚い金属の電流伝導容量は増大し、これが、後に続くア
ノードグループがより高い活性化レベルを有するのを可
能とするために利用される。ここで、パターン２０６は
バンド２０８と導通する連続した分岐２０６ａを有する
ため、ウェブの長さ方向に連続性が形成され、これによ
り、回路分岐２０６ａおよびバンド２０８を通ってより
大きな電流がカソード取り出しローラ１１４に伝導され
得る。回路パターン２０６およびバンド２０８における
金属の連続性のため、後に続くゾーンへの電流レベルは
より高いレベルに増大され得、これにより、回路パター
ン２０６を形成する金属のメッキ形成が増大する。上述
のように、パターン２０６は、回路パターン２０６の分
岐２０６ａまたはバンド２０８と直接に導通しない図中
に２０６ｂで示される小さな分離領域を有し得る。これ
らの領域に関しては、下地金属層２０２、すなわちメッ
キレジスト２０４の下方に位置する層２０２の領域は十
分な電流伝導容量を提供し得、分岐２０６ａおよびバン
ド２０８により高いレベルの電流を伝導するため、これ
により、ウェブＷを燃焼または破壊することなくこれら
の小さな領域に金属が蓄積されるのが可能となる。ここ
で、アノード６０によってウェブＷに流される電流のほ
とんどは、パターン２０６の分岐２０６ａおよびバンド
２０８を通してカソード取り出しローラ１１４に伝導さ
れるため、マスク材料２０４の下方に位置するベース金
属層２０２の大きな領域は、パターン分岐２０６ａおよ
びバンド２０８の蓄積領域に電流を分散させ、領域２０
６ｂが高い電流レベルに耐えるのを可能とするのに十分
なものである。しかし、装置の後に続くゾーンに、より
高い活性化レベルが与えられるのを可能にし、また領域
２０６ｂが露出された金属層２０２全体のうちの比較的
小さな領域のみを構成し得るのは、分岐２０６ａおよび
バンド２０８に蓄積される金属の連続性およびその増大
した電流伝導容量によるものである。

【０１３０】図１３（ｂ）はベース金属層２０２のマス
クされていない露出部に金属がどのように蓄積されるか
を概略的に示す。図１３（ｂ）では蓄積された金属は参
照符号２１４で示される。回路２０６が所望の厚さまで
蓄積されると、マスク材料２０４は従来の方法によって
除去され得、ベース金属層２０２から伸びる蓄積された
銅パターンが露出される。次にベース層２０２はエッチ
ングプロセスによって除去され、フィルム２００上には
蓄積された銅の所望のパターン２０６が残される。次に
銅バンド２０８をパターン２０６から取り除き（すなわ
ち切り離し）、フィルム２００上に露出されたパターン
２０６を残す。

【０１３１】図１４は、複数の類似のパターン２１６が
ウェブＷの中央に配置され、パターン２１６の連続バン
ドを形成するように互いに導通している、ウェブＷの変
形実施態様を示す。各パターン２１６は中央部２１６ａ
を有し、ここから複数のレッグまたは分岐２１６ｂが伸
びている。パターン２１６はほぼ対称であり、隣接する
パターン２１６は、隣接するパターン２１６の各レッグ
２１６ｂが互いに導通するように配置されている。図１
４では、「Ｐ」で示される分離ラインが個々のパターン
２１６を示し、またこれらを区別する。パターン２１６
のこの配置により、ウェブＷに沿って露出金属２０２よ
りなる連続経路が形成される。この連続した露出金属
は、上述の方法で、ウェブＷに流される電流の増加を促
進するために利用される。詳しくは、最初のアノード６
０グループによってパターン２１６に堆積される金属に
より、ウェブＷにさらに電流伝導容量が付加され、後に
続くアノード６０グループがより高い活性化レベルを有
するのを可能にする。これまでの記述から理解され得る
ように、連続した露出金属がウェブＷに沿って形成さ
れ、これによってアノード６０によって流される電流が
ウェブＷを通ってカソード取り出しローラ１１４に伝導
されることが必要である。

【０１３２】パターン２１６が本発明によって形成され
た後、マスク材料２０４およびベース金属層２０２は従
来の方法により取り除かれ、堆積された金属によって形
成された銅パターンが露出される。次にパターン２１６
はライン「Ｐ」に沿って互いに切り離され、個別の独立
した回路を形成する。

【０１３３】従って、本発明は、柔軟な非導電性ポリマ
ーストリップ上に回路パターンを形成する方法を提供す
る。この方法により、形成時間が短縮されることに加え
て、伸張性および柔軟性が向上した回路が提供される。

【０１３４】以上、本発明を好適な実施態様に関連して
述べた。当業者であれば、本明細書を読み理解すること
により他の改変および変更が可能である。上述の請求項
またはこれらの同等物の範囲内に属する限り、すべての
改変および変更は本発明に包含される。

【０１３５】

【発明の効果】本発明の金属を電着させる装置によれ
ば、活性アノード表面と移動する基板との間のギャップ
を小さく、かつ均一にすることができ、その結果、電圧
を減らすことで熱電力損失を減少させることができる。
また、堆積した金属の電流伝導容量を利用することによ
って、基板へのより大きな電流の流れを促進させること
ができ、電着時間を飛躍的に短縮できる効果がある。ま
た、本発明の金属を電着させる装置によって製造された
金属被覆基板は、伸張性および柔軟性が増し、優れた物
理特性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施態様である、移動するウェ
ブ上に金属を電着させる装置の一部断面図である。

【図２】本発明の好適な実施態様である、移動するウェ
ブ上に金属を電着させる装置の一部断面図である。

【図３】本発明の代表的なアノードの取り付けを示す、
図１の２−２線に沿った拡大断面図である。

【図４】図３に示したアノードの第１端部の端面図であ
る。

【図５】図３に示したアノードの立面図である。

【図６】図３に示したアノードの立面平面図である。

【図７】図３に示したアノードの第２端部の端面図であ
る。

【図８】図３に示したアノードの一方の端部の拡大図で
あって、この端部に取り付けられた電気コネクタを示
す。

【図９】図６の８−８線に沿った断面図である。

【図１０】本発明によって電着された銅箔の側面の光学
顕微鏡写真である。

【図１１】ポリマー基板上に実用的に電着された銅箔の
側面の光学顕微鏡写真であって、従来の実用的なプロセ
スにより堆積した数層からなる銅を示す。

【図１２】本発明の別の面を示す、回路パターンを規定
するようにマスクされた金属層を有するウェブの平面図
である。

【図１３】（ａ）は、本発明の金属堆積プロセス前のウ
ェブの概略拡大断面図である。（ｂ）は、本発明により
蓄積された金属を示す、図１３（ａ）に示したウェブの
拡大断面図である。

【図１４】ウェブの長さ方向に延びるように接続された
複数の類似の回路パターンを規定するようにマスクされ
た金属層を有するウェブの平面図である。

【符号の説明】

１０ 電着装置 １２ 基板 ２０ タンク ２２ 底壁 ２４、２６ 端壁 ２８ 弓状補強プレート ３２ 供給導管 ３４ オーバーフロー管 ３６ ポート ４４ ウェブ ４６ 支柱 ５０ ドラム ５２ 外表面 ５４ シャフト ６０ アノード ６２ 本体 ６４ コア ６６ ケーシング（ジャケット） ６８ プレート ７２ ピン ７４ カラー ７６ 穴 ７８ ラグ ８０ａ、８０ｂ アノード表面 ８２ 電気コネクタ ８４ プレート ９２ 穴 ９４ プラグ ９６ 開口部 ９６ａ 第１円筒部 ９６ｂ 第２円筒部 １０２ シールアレンジメント １０４ 環状シール １０６ 圧縮リング １０８ 穴 １１２ ガイドローラ １１４ カソード取り出しローラ ２００ ストリップ ２０２ ベース金属層 ２０４ メッキレジストマスク材料 ２０６ パターン ２０６ａ 分岐 ２０６ｂ 分離領域 ２０８ バンド ２１４ 蓄積された金属 ２１６ パターン ２１６ａ 中央部 ２１６ｂ レッグ（分岐）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 594064150 35129 Ｃｕｒｔｉｓ Ｂｏｕｌｅｖａ ｒｄ，Ｅａｓｔｌａｋｅ，Ｏｈｉｏ 44095，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ロバート ディー． デヴィット アメリカ合衆国 オハイオ 44134，ハ イランド ハイツ，メドウェイ ロード 464 (72)発明者 ロナルド ケイ． ハイネス アメリカ合衆国 オハイオ 44060， メンター エヌ． ウェザービー ドラ イブ 6699 (72)発明者 アダム ジー． ベイ アメリカ合衆国 オハイオ 44026， チェスターランド， ウッドクレスト レーン 13005 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25D 5/56 C25D 7/06 C25D 1/04 C25D 17/12 (54)【発明の名称】 非金属の電気絶縁性基板上に金属を電着させる方法およびこの方法によって製造される金属コー トされたポリマーフィルム、非導電性材料のストリップ上にプリント配線回路を形成する方法お よびこの方法によって製造されたプリント配線回路基板

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解溶液内に配置された複数のアノード
   （６０）と前記電解溶液の外側に配置されたカソード部
   材（１１４）を用いて非金属の電気絶縁性基板（１２）
   上に金属を電着させる方法であって、 金属のフラッシュが、前記基板（１２）の表面上に形成
   されており、 前記複数のアノードは、ほぼ連続した表面（５８）を形
   成するように整列して配置されており、前記ほぼ連続し
   た表面は、非導電性表面（５２）から間隔をあけられ、
   かつ、前記非導電性表面に沿っており、前記非導電性表
   面は、ほぼ円筒状であり、 前記複数のアノードは、複数のグループに分類されてお
   り、前記複数のグループのそれぞれは、１以上の隣接す
   るアノードを含み、前記複数のアノードのそれぞれは、
   前記非導電性表面に平行に延びた細長い棒であり、 前記方法は、 前記基板上の前記金属のフラッシュが前記複数のアノー
   ドに面した状態で、前記非導電性表面によって定義され
   た経路に沿った所望の方向に前記基板を移動させるステ
   ップと、 前記基板が前記電解溶液を通過するにつれて前記複数の
   グループのそれぞれにおいて測定された電流密度が高く
   なるように、前記複数のグループのそれぞれに含まれる
   １以上の隣接するアノードに電流を供給するステップ
   と、 前記基板に前記カソード部材の上を通過させるステップ
   であって、前記基板上の前記金属のフラッシュが前記カ
   ソード部材に電気的に接触するステップとを包含する、
   方法。
2. 【請求項２】 前記複数のアノードによって形成された
   前記ほぼ連続した表面と前記非導電性表面との間の間隔
   は、１インチより小さい、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記基板上に金属を堆積することによ
   り、前記基板上の前記金属の電流伝導容量を増大させる
   ステップと、 前記基板上の前記金属の前記増大された電流伝導容量に
   基づいて、前記基板上の前記金属をさらに堆積させるス
   テップとをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法によって製造され
   る金属コートされたポリマーフィルム。
5. 【請求項５】 前記ポリマーフィルムがポリイミドであ
   る、請求項４に記載の金属コートされたポリマーフィル
   ム。
6. 【請求項６】 前記ポリマーフィルムがポリエステルで
   ある、請求項４に記載の金属コートされたポリマーフィ
   ルム。
7. 【請求項７】 前記金属が銅である、請求項４に記載の
   金属コートされたポリマーフィルム。
8. 【請求項８】 前記銅が１オンスの箔であり、前記ポリ
   マーフィルムが１５％以上の伸び率を有する、請求項７
   に記載の金属コートされたポリマーフィルム。
9. 【請求項９】 電解溶液内に配置された複数のアノード
   （６０）と前記電解溶液の外側に配置されたカソード部
   材（１１４）を用いて非導電性材料のストリップ上にプ
   リント配線回路を形成する方法であって、 導電性材料の層が、前記ストリップの表面上に形成され
   ており、 前記複数のアノードは、ほぼ連続した表面（５８）を形
   成するように整列して配置されており、前記ほぼ連続し
   た表面は、非導電性表面（５２）から間隔をあけられ、
   かつ、前記非導電性表面に沿っており、前記非導電性表
   面は、ほぼ円筒状であり、 前記複数のアノードは、複数のグループに分類されてお
   り、前記複数のグループのそれぞれは、１以上の隣接す
   るアノードを含み、前記複数のアノードのそれぞれは、
   前記非導電性表面に平行に延びた細長い棒であり、 前記方法は、 メッキレジストを前記導電性材料の層上にプリントする
   ことにより、導電性の連続バンドと１以上の回路パター
   ンとを前記ストリップ上に形成するステップであって、
   前記連続バンドは前記ストリップの長手方向に沿って延
   びており、前記１以上の回路パターンは前記連続バンド
   に接続されているステップと、 前記ストリップ上の前記導電性材料の層が前記複数のア
   ノードに面した状態で、前記非導電性表面によって定義
   された経路に沿った所望の方向に前記ストリップを移動
   させるステップと、 前記ストリップが前記電解溶液を通過するにつれて前記
   複数のグループのそれぞれにおいて測定された電流密度
   が高くなるように、前記複数のグループのそれぞれに含
   まれる１以上の隣接するアノードに電流を供給するステ
   ップと、 前記ストリップに、前記カソード部材の上を通過させる
   ステップであって、前記ストリップ上の前記連続バンド
   が前記カソード部材に電気的に接触するステップとを包
   含する、方法。
10. 【請求項１０】 前記メッキレジストを取り除くステッ
    プと、 前記１以上の回路パターンが形成されていない前記スト
    リップの領域から前記導電性材料の層をエッチングする
    ステップとをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記１以上の回路パターンのそれぞれ
    を前記連続バンドから分離するステップをさらに包含す
    る、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記ストリップ上の導電性材料を堆積
    することにより、前記ストリップ上の前記導電性材料の
    電流伝導容量を増大させるステップと、 前記ストリップ上の前記導電性材料の前記増大された電
    流伝導容量に基づいて、前記ストリップ上に前記導電性
    材料をさらに堆積させるステップとをさらに包含する、
    請求項９に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記連続バンドは、１以上の回路パタ
    ーンを含む、請求項９に記載の方法。
14. 【請求項１４】 請求項９に記載の方法によって製造さ
    れたプリント配線回路基板。